乳化炸药中专用复合乳化剂及复合蜡的质量与安全探讨

张德铝

摘 要：介绍了乳化炸药中专用复合乳化剂和复合蜡质量的重要性，并阐述了其质量会在乳化炸药生产过程中的乳化、冷却、敏化阶段影响乳化炸药产品质量的稳定性和安全性。

关键词：乳化炸药；复合乳化剂；复合蜡；安全性

中图分类号：TQ560.4 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）20-0041-02

1 概述

乳化炸药专用乳化剂和复合蜡是指应用在乳化炸药中，在乳化炸药中形成水包油——“油膜”的一类产品。乳化炸药敏化前的半成品，即乳化基质，是一种高内相比（>90%）、高密度、易析晶破乳且形态为黏稠状的高度分散的、热力学不稳定体系的乳状液，油水比界面积非常高。复合乳化剂和复合蜡是乳化炸药中的核心组分，虽然只占乳化体系的7%左右，但是，它们的质量和理化性能却关系到乳化炸药的稳定性、安全性和乳化炸药的爆轰性能。

经过几年的努力，乳化炸药生产工艺和设备能力在产能上有了很大的提高，生产能力基本上达到了12 000 t/a。而我国工业炸药年产销量达4×106 t以上，其中，乳化炸药已经占据了工业炸药的半壁江山，达到了2×106 t左右。乳化炸药作为工业炸药中重点发展的民爆产品，在“十二五”期间，其生产技术将是重点研究的对象。目前，国内乳化炸药生产线的产能大多在2.5～3.5 t/h，在今后的发展过程中，其年产量要达到2×104～3×104 t，每小时产能要达到7.0～9.0 t。这就对乳化炸药复合乳化剂和复合蜡的质量提出了更高的要求，它们不但要满足安全要求，还要确保产品质量，达到产能要求。如果按照复合乳化剂和复合蜡在乳化炸药中的使用量为6.5%计算，其市场规模在1.3×105 t左右。从目前的情况看，乳化炸药在工业炸药中所占的市场份额有逐年递增的趋势，所以，相应的专用乳化剂和复合蜡的使用量也会逐渐增大。但是，随着乳化炸药产量的逐年增大，市场上出现了质量参差不齐的复合乳化剂和复合蜡，将其应用在乳化炸药中，显现出了一系列的问题。

2 复合乳化剂和复合蜡的质量

复合乳化剂的质量控制主要取决于所复配的原料质量，其理化指标主要是指其外观状态、酸值、皂化值、羟值和黏度等。这些指标符合标准后，最主要的就是观察其乳化效果，即乳化稳定性和安全性，其判定依据是使用小批量的乳化基质储存稳定性低温至室温循环法，以此检验其稳定性。同时，还包括比较常用的是加速老化法、电导法、电子显微镜法、DSC法和离心分离法等。它们都是通过加剧分子的布朗运动来增加乳化液滴的碰撞机会。虽然这些方法的原理不同，但是，其目的都是为了促使分散相的乳化液滴聚合，以便较快地判断乳状液的稳定性。

现在有的厂家称，其复合乳化剂的乳化活性物能达到99%，其实，这是不可能达到的，原因是在复合乳化剂中有一定的中性油存在，将其水解后发现有部分三甘油存在，这足以证明乳化活性物中存在中性油成分。中性油是原材料中因为分离不彻底而伴生的成分，它是没有乳化性能，混合在复合乳化剂中也不可能有乳化活性。在复合乳化剂中，应充分重视运动黏度指标。在乳化炸药中使用复合蜡和复合乳化剂时，虽然复合蜡的黏度指标对乳化炸药的影响要大于复合乳化剂的黏度指标，但是，复合乳化剂的黏度会影响乳化炸药储存的稳定性和安全性。

复合蜡是属于石油加工后各种产品或半成品的混合物，它在乳化炸药中作为还原剂参与爆轰反应，并提供爆轰所需的热值。其质量指标体系包括外观、闪点、针入度、运动黏度、滴（熔）点、含油率、机械杂质和水分等。其中，运动黏度、滴（熔）点、含油率和针入度是比较关键的指标，只有合适的黏度、含油率、针入度和滴熔点才能在乳化炸药中作为油相使用，才能使乳化炸药的“油膜”具有良好的包覆性、氧平衡值和比较好的化学发泡敏化或珍珠岩敏化黏度。

总之，要把控复合乳化剂和复合蜡的质量，首先就要控制好原材料的质量，然后控制好生产完成后理化指标的情况，而其应用效果主要取决于乳化稳定性和安全性。

3 复合乳化剂和复合蜡的安全性

上面已经指出，乳化炸药属于高内相比和高度不稳定的热力学体系。复合乳化剂和复合蜡在乳化炸药中的使用牵涉到其使用的安全性和储存的稳定性。

在乳化炸药制造过程中，复合乳化剂和复合蜡在乳化器中高度分散、剪切和乳化。将含油率过高的复合蜡在此高度分散、剪切和乳化不是很安全，因为受轻质油成分和闪点值的影响，在高度剪切的过程中会伴随摩擦，进而引起潜在的不稳定性。在乳化基质的冷却过程中，以前采用的浸水式冷却和钢带式冷却，由于其黏度会产生剧烈的变化，所以，如果使用达不到理化指标的复合蜡所制造的乳化基质，在冷却后收料过程中会产生收料刮板压力，相应地增大破乳概率，从而引起皮带表面和钢带表面的硝酸铵结晶结垢，使整个生产过程存在潜在的安全隐患。如果使用运动黏度和含油率过低的复合蜡，也会在后续冷却后出现乳化基质和珍珠岩混拌不均的情况，给乳化炸药的生产过程埋下安全隐患，降低乳化炸药的初始性能。

使用达不到理化指标的复合乳化剂和复合蜡生产出的乳化炸药，虽然其初始性能也许不错，但是，由于乳化基质的热力学不稳定，使得乳化炸药很容易出现性能衰减和破乳失效的情况，轻则表面层破乳，影响爆炸性能，重则使乳化炸药完全破乳失效而产生拒爆。曾经发生过此类事故，由于复合蜡的运动黏度不够或过多，在其储存过程中，由于乳化炸药的稳定性很差，很容易引起破乳，堆垛的乳化炸药箱体会出现热积累，导致乳化炸药出现自然的现象，进而引发严重的安全事故。

4 总结

乳化炸药国家标准对其有比较严格的质量要求。现在有些厂家为了降低成本，使用一些不合格的原材料，这为生产过程埋下了不安全因素，并降低了产品的储存性能。虽然炸药的初始性能尚可，但是，一个月或两个月后，乳化炸药的爆轰性能会衰减得很快，甚至会完全失效，而在使用过程中拒爆或半爆的乳化炸药也会引发潜在或明显的安全事故。

参考文献

[1]汪旭光.乳化炸药[M].北京：冶金工业出版社，1993.

〔编辑：白洁〕